Nghiên cứu các giải pháp xử lý nhằm giảm thiểu phát thải dạng hạt từ động cơ diesel

ĐỖ HẢI ÂU BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *** ĐỖ HẢI ÂU KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ NHIỆT NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÍ NHẰM GIẢM THIỂU PHÁT THẢI DẠNG HẠT TỪ ĐỘNG CƠ DIESEL LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ NHIỆT HÀ NỘI – NĂM 2012 KHÓA: 2009 l BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *** ĐỖ HẢI ÂU NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÍ NHẰM GIẢM THIỂU PHÁT THẢI DẠNG HẠT TỪ ĐỘNG CƠ DIESEL Chuyên ngành: Kỹ thuật Động nhiệt LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ NHIỆT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM HỮU TUYẾN HÀ NỘI – NĂM 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Hà Nội tháng 03 năm 2012 Tác giả Đỗ Hải Âu -i- MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG .v DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ vi LỜI NÓI ĐẦU .1 Chương I TỔNG QUAN VỀ PHÁT THẢI TỪ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG .1 1.1 Các thành phần độc hại khí thải động đốt 1.2 Các biện pháp giảm phát thải 1.2.1 Các biện pháp liên quan đến động nhiên liệu thay .6 1.2.2 Các biện pháp xử lí khí thải 1.3 Tình hình áp dụng tiêu chuẩn khí thải giới Việt Nam 17 1.3.1 Tiêu chuẩn kiểm soát phát thải giới 17 1.3.2 Tiêu chuẩn kiểm soát phát thải Việt Nam .19 1.3.3 Lộ trình kiểm soát phát thải Việt Nam 20 Chương CƠ CHẾ HÌNH THÀNH CHẤT THẢI DẠNG HẠT VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÍ 22 2.1 Bản chất chất thải dạng hạt 22 2.1.1 Các thành phần chất thải dạng hạt 22 2.1.2 Sự hình thành soot .25 2.1.3 Khái niệm khối lượng số lượng hạt 27 2.1.4 Ảnh hưởng hạt nano tới sức khỏe người 34 2.2 Cơ sở lý thuyết tính toán hình thành muội than .34 2.2.1.Mô hình bước 34 2.2.2 Mô hình bước Fusco 37 2.3 Sử dụng lọc chất thải dạng hạt để giảm phát thải PM 39 -ii- 2.3.1 Lọc kín (lọc toàn phần) lọc hở (lọc phần) .39 2.3.2 Vật liệu chế tạo lọc .40 2.3.3 Các phương pháp tái sinh lọc .43 Chương THỦ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA BỘ LỌC PM 49 LẮP TRÊN ĐỘNG CƠ XE BUÝT 49 3.1 Trang thiết bị thử nghiệm 49 3.1.1 Sơ đồ phòng thử .49 3.1.1.7 Hệ thống đo phát thải khí 55 3.1.1.8 Thiết bị đo phát thải dạng hạt (SmartSampler) 59 3.1.1.9 Thiết bị đo độ khói Smoke Meter AVL 451S 60 3.1.2 Động thử nghiệm(hình 3.14) 60 3.1.3 Bộ lọc chất thải hạt .62 3.2 Đánh giá hiệu lọc chất thải hạt 63 3.2.1 Chế độ thử nghiệm 63 3.2.2 Phân tích kết thử nghiệm .65 3.3 Kết luận chương 69 KẾT LUẬN CHUNG VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 -iii- DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Diễn giải CO Khí thải Monoxit Cácbon HC Khí thải Hydro Cácbon PM Phát thải dạng hạt NOx Khí thải Ôxít Nitơ SOx Khí thải Ôxít Lưu huỳnh P Công suất động ge Suất tiêu hao nhiên liệu DOC Bộ xúc tác ôxy hóa EGR Hệ thống luân hồi khí thải DPF Bộ lọc hạt Đơn vị kW g/kWh -iv- DANH MỤC BẢNG Bảng Trang Bảng 2.1 Các số đặc trưng cho phản ứng hình thành bồ hóng 35 Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật động D1146TI 58 Bảng 3.2 Kích thước lọc DPF cho động diesel D1146TI 59 Bảng 3.3 Kích thước lọc DOC cho động diesel D1146TI 60 Bảng 3.4 Diễn giải mode chu trình thử ECE R49 62 Bảng 3.5 So sánh thông số kinh tế kỹ thuật 100% tải 62 Bảng 3.6 Trọng số Bảng 3.7 Kết đo thành phần phát thải có lắp xử lý DOC DPF theo13 mode chu trình thử ECE R49 -v- 65 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình Hình 1.1 Sơ đồ luân hồi khí thải Hình 1.2 Hiệu giảm phát thải độc hại động diesel xúc tác DOC Hình 1.3 Cấu tạo xúc tác DOC Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống SCR Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống LNT Hình 1.6 Quá trình hấp thụ NOx hỗn hợp nghèo Hình 1.7 Các phản ứng buồng xử lý Hình 1.8 Chu trình hấp thụ tái tạo hệ thống LNT Hình 1.9 Tiêu chuẩn khí thải xe ôtô hạng nhẹ EU nước châu Á (nguồn: VCAP, PCD, 2009) Hình Giản đồ hạt PM Hình 2.2 Thành phần cấu tạo PM Hình 2.3 Cấu trúc hạt carbon sơ cấp Hình 2.4 Các hạt carbon tích tụ Hình 2.5 Phân bố kích thước chất thải dạng hạt Hình 2.6 Các hạt rắn khí thải động diesel pha loãng Hình 2.7 Phát thải hạt nano sử dụng nhiên liệu có phụ gia Hình 2.8 Sự phân bố kích thước PM động khác Hình 2.9 : So sánh số lượng PM phát thải từ động khác Hình 2.10: Cấu tạo lọc kín Hình 2.11: Lọc hở Hình 2.12 Lọc gốm monolith Hình 2.13 Lõi lọc lưới sợi gốm Hình 2.14 Lọc Celmet Hình 2.15 Lõi lọc sợi thép mạ crôm Hình2.16 Sơ đồ nguyên lý hệ thống CRT Hình2.17 Đưa thêm Glycol vào khí thải Hình 2.18 Tái sinh lọc đốt muội than Hình 2.19 Đốt PM dây điện trở Hình 2.20 Tái sinh lọc cách phun ngược không khí Hình 3.1 Sơ đồ phòng thử Hình 3.2 Sơ đồ phòng thử động lực cao động Hình 3.3 Sơ đồ phanh điện APA 100 Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý thiết bị -vi- Trang 11 12 12 13 16 19 22 23 23 25 27 28 29 30 36 37 38 39 39 40 41 42 43 44 45 47 47 48 49 50 Hình 3.6 Bộ điều khiển tay ga THA 100 Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý hoạt động thiết bị cân nhiên liệu 733S Hình3.8 Mô hình tủ CEBII Hình 3.9 Sơ đồ cấu tạo phân tích CO 51 51 53 54 Hình 3.10 Sơ đồ cấu tạo phân tích NO NOx 55 Hình 3.11 Sơ đồ cấu tạo hệ thống đo CnHm Hình 3.12 Cấu hình thiết bị SPC 427 Hình 3.13 Thiết bị đo độ khói AVL 415S Hình 3.14 Động D1146TI chạy khảo nghiệm Hình 3.16 Kết cấu lắp đặt DOC DPF Hình 3.17 Lắp đặt hiệu chỉnh Hình 3.18 Sơ đồ thể mode chu trình thử ECE R49 55 56 57 57 60 60 61 Hình 3.19 Biểu đồ ảnh hưởng DOC+DPF tới công suất tiêu hao nhiên liệu Hình 3.20 Ảnh hưởng DOC+DPF tới thành phần HC, CO Hình 3.21 Ảnh hưởng DOC+DPF tới phát thải NOx 63 63 64 -vii- LỜI NÓI ĐẦU Trong năm qua với phát triển kinh tế đất nước, nhu cầu lại, vận chuyển hàng hóa người dân tăng nhanh dẫn tới số lượng phương tiện giao thông đặc biệt phương tiện sử dụng nhiên liệu diesel tăng lên nhanh xe buýt, xe khách, xe tải Tuy nhiên, với việc phát triển mạnh mẽ lại thiếu kiểm soát chặt chẽ phương tiện dẫn đến mức độ ô nhiễm phương tiện tăng lên nhanh mức đáng báo động Nhiều hàm lượng chất độc hại không khí mà phần lớn chúng sinh khí thải loại phương tiện vượt tiêu chuẩn cho phép hàm lượng PM, NOx SOx Những nguyên nhân dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường phương tiện nước ta là: + Do đa phần phương tiện lắp ráp nước nhập từ Liên Xô cũ, Trung Quốc, Đài Loan Hàn Quốc, có số lượng nhỏ nhập từ Nhật Bản, Đức Đa phần xe chưa lắp xúc tác khí thải, nhiều xe qua sử dụng nên chất lượng động thấp hàm lượng phát thải chất độc hại cao + Sự gia tăng số lượng phương tiện giao thông nhanh dẫn tới tình trạng tải phương tiện tham gia giao thông dẫn tới tốc độ lưu thông phương tiện thấp dẫn tới làm tăng tổng lượng phát thải phương tiện + Nhiên liệu chất lượng (hàm lượng lưu huỳnh dầu diesel 0,05%) cộng với tình trạng lái xe vận hành không theo quy trình Tình trạng xe thường xuyên hoạt động chế độ tải cộng với chế độ bảo dưỡng không định kỳ nguyên nhân góp phần làm tăng mức độ ô nhiễm loại phương tiện + Điều kiện đường sá thiếu đồng bộ, chật hẹp có nhiều nút giao thông dẫn tới nhiều nơi thường xuyên xảy tình trạng tắc nghẽn cục làm cho hàm buồng cháy với áp suất 680mbar.Trong buồng phản ứng, hỗn hợp khí (20% O2, 80% N2) bơm vào làm môi trường cháy Khi khí mẫu khí cháy đưa vào, đánh lửa bật tia lửa đốt cháy Trong điều kiện khí HC không cháy mà bị bẻ gãy liên kết tạo thành ion Các ion sinh môi trường có từ trường cặp điện cực, bị hút hai cực tạo thành dòng điện mạch Dòng điện khuếch đại qua khuếch đại đưa tới đo điện áp Khí cháy hút nhờ độ chân không đầu Độ chân không sinh luồng khí nén thổi qua miệng hút Dựa vào cường độ dòng điện sinh đánh giá lượng HC có khí mẫu 3.1.1.8 Thiết bị đo phát thải dạng hạt (SmartSampler) Sơ đồ hệ thống thiết bị đo phát thải dạng hạt PM thiết bị SmartSampler thể hình 3.12 Thiết bị hãng AVL nghiên cứu phát triển dựa nguyên lý lấy mẫu phần lưu lượng (Partial Flow) Thiết bị dùng để đo số PM khí thải Hình 3.12 Cấu hình thiết bị SPC 427 động diesel lắp xe tải theo tiêu chuẩn Euro2 (chu trình thử ECE R49) Hệ thống Smartsampler SPC 427 mô tương đối đầy đủ xác điều kiện hình thành chất thải dạng hạt PM tự nhiên Thiết bị Smartsampler SPC 427 gồm khối chính: +) Main Control Cabinet (Khối điều khiển chính) tủ đứng di chuyển bánh xe gắn đáy tủ, chứa đựng toàn thiết bị quan trọng Smartsampler SPC 427 hệ thống phân tích khí, bơm hút, cảm biến quan trọng đo áp suất, nhiệt độ, lưu lượng khối lượng, toàn hệ thống điện v v hệ thống 59 +) Tunnel and Filter rack (ống làm loãng lọc) thiết bị quan trọng toàn hệ thống Nó nơi hoà trộn làm loãng khí thải để đưa vào lọc phân tích Filter rack giá mang lọc di chuyển gần ống thải với khoảng cách không 1m 3.1.1.9 Thiết bị đo độ khói Smoke Meter AVL 451S Thiết bị sử dụng giấy lọc để giữ lại hạt muội có khí thải Độ khói khí thải xác định qua độ đen giấy lọc sau khí thải qua biểu thị theo đơn vị FSN (Filter Smoke Number) Thiết bị Smoke Meter AVL 415 có dải đo từ Hình 3.13 Thiết bị đo độ khói AVL 415S đến 9,99 FSN (Filter Smoke Number) từ đến 3199 mg/m3 với độ xác 0,1 3.1.2 Động thử nghiệm(hình 3.14) Việc lựa chọn động D1146TI vận hành để làm đối tượng nghiên cứu thích hợp nhất, coi động D1146TI đối tượng tổng quan phản ánh sát trung thực trạng động diesel lắp xe buýt lưu hành thành phố lớn Hình 3.14 Động D1146TI chạy khảo nghiệm 60 Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật động D1146TI TT Diễn giải Loại động Số lượng xy lanh Đường kính x hành trình pittông Thể tích công tác Tỷ số nén Công suất cực đại Mô men cực đại Suất tiêu hao nhiên liệu Thứ tự làm việc Góc phun sớm Góc mở sớm xupáp nạp Góc đóng muộn xupáp nạp Góc mở sớm xupáp thải Góc đóng muộn xupáp thải Áp suất phun 10 11 12 13 14 15 Nội dung Động diesel thẳng hàng, kỳ, tăng áp cao tuabin máy nén, có làm mát khí tăng áp 111 x 139 mm 8,071 lit 16,7:1 140 kW/2000 v/ph 740 Nm/1400 v/ph 206 g/kW.h 1-5-3-6-2-4 16 độ trước điểm chết 16 độ trước điểm chết 36 độ sau điển chết 46 độ trước điểm chết 14 độ sau điểm chết 220 bar  Điều kiện thử nghiệm Đối với động phải bảo dưỡng trước thử nghiệm nhằm đảm bảo độ ổn định động suốt trình thử nghiệm như: thay dầu bôi trơn, kiểm tra hệ thống nhiên liệu, thay lọc dầu bôi trơn lọc nhiên liệu,… Đối với băng thử phải tiến hành calib thiết bị trước thử nghiệm nhằm đảm bảo kết đo xác Đối với nhiên liệu thử nghiệm cần mua thời điểm nhằm đảm bảo tính chất nhiên liệu không thay đổi thử nghiệm Thử nghiệm tiến hành theo phương pháp đối chứng với điều kiện nhiệt độ phòng thử trạng thái động 61 3.1.3 Bộ lọc chất thải hạt Đối với động D1146TI, lọc DPF chuyên gia hãng Emitec hỗ trợ thiết kế dựa theo thông số động mục tiêu giảm phát thải PM mục tiêu đề tài đặt Kích thước lọc chọn theo thiết kế, từ việc nghiên cứu lý thuyết mô phần mềm AVL Boot đưa kinh nghiệm từ hãng sản xuất thiết bị xử lý phát thải PM giới, đặc biệt hỗ trợ trực tiếp từ chuyên gia khí thải hãng Emitec Bộ lộc lắp đường thải động kết cấu phải đảm bảo lắp ghép kín khít với đường thải Trên sở ta thiết kế lọc theo thông số thể hình 3.33 bảng 3.8 Bảng 3.2 Kích thước lọc DPF cho động diesel D1146TI TT Diễn giải Ký hiệu Giá trị Chiều dài lõi lọc (mm) LDPF 174,7 Đường kính lõi lọc (mm) DDPF 174,6 Thể tích lọc (lít) VDPF 4,18 Chiều dài toàn lọc (mm) L 200 nDPF 50 2 Số phần tử lọc cm (cell/cm ) Bộ xử lý DOC Việc sử dụng DPF xử lý thành phần PM nhiên chưa đạt hiệu cao nhất, hệ thống cần thiết phải phối hợp thêm xử lý DOC để thực việc giảm phát thải HC CO, DOC có nhiệm vụ chuyển thành phần khí thải NO thành NO2 dùng NO2 để đốt thành phần phát thải PM bám lọc DPF Do việc thiết Hình 3.15 Kích thước kế lựa chọn DOC thích hợp đóng vai trò xúc tác DOC quan trọng việc nâng cao hiệu sử dụng lọc DPF trình lọc 62 PM Các thông số kết cấu xử lý DOC dùng cho động D1146TI thể bảng 3.9 hình 3.15 Bảng 3.3 Kích thước lọc DOC cho động diesel D1146TI TT Diễn giải Ký hiệu Giá trị Chiều dài lõi lọc (mm) LDOC 120 Đường kính lõi lọc (mm) DDOC 174,6 Thể tích lọc (lít) VDOC 2,87 Chiều dài toàn lọc (mm) L 155 Số phần tử lọc cm2 (cell/cm2) nDOC 50 Bộ xúc tác DOC lọc DPF cung cấp hãng Emitec với kết cấu lõi lọc để lắp lên động cơ, tác giả thiết kế vỏ lọc Hình 3.16 Kết cấu lắp đặt DOC DPF hình 3.16 3.2 Đánh giá hiệu lọc chất thải hạt 3.2.1 Chế độ thử nghiệm 3.2.1.1 Hiệu chỉnh động thiết bị Động D1146TI lắp đặt băng thử đồng thời hệ thống nhiên liệu động hiệu chỉnh theo thông số kỹ thuật nhà sản xuất e) Bơm nhiên liệu vòi phun kiểm tra cân chỉnh theo 63 Hình 3.17 Lắp đặt hiệu chỉnh động D1146TI băng thử thông số làm việc bình thường động f) Khe hở nhiệt hiệu chỉnh kiểm tra lại để đảm bảo động làm việc bình thường g) Hệ thống làm mát bôi trơn được kết nối với thiết bị điều khiển băng thử để đảm bảo động làm việc điều kiện nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ áp suất dầu bôi trơn phạm vi cho phép nhà sản xuất, hình 3.17 thể trình lắp đặt động D1146TI lên băng thử h) Chạy rà trước đo: Sau hoàn thành công việc lắp đặt hiệu chỉnh, động chạy chạy chạy rà nguội tốc độ 1200 v/ph; chạy rà nóng chế độ không tải, 50% tải/1400 v/ph, 75% tải/1800 v/ph Thời gian chạy chế độ 30 phút Sau kết thúc thời gian chạy rà, thực đo đặc tính tốc độ mức phát thải động 3.2.1.2 Chương trình thử nghiệm - Tính kinh tế kỹ thuật động biểu thị qua đường đặc tính công suất, suất tiêu hao nhiên liệu chế độ hoạt động khác - Chu trình thử: ECE R49 (đây chu trình thử khí thải Châu Âu) có không lắp đặt thiết bị giảm phát thải Đây chu trình thử nghiệm khí thải 13 mode dành cho xe tải, tương đương TCVN 6567-2006 Các chế độ thử nghiệm theo chu trình thử ECE Hình 3.18 Sơ đồ thể mode chu trình thử ECE R49 R49 trình bày Bảng 4.2 Hình 3.18 64 Bảng 3.4 Diễn giải mode chu trình thử ECE R49 Điểm đo 10 11 12 13 3.2.2 Chế độ thử nghiệm Không tải Mômen lớn Không tải Công suất lớn Không tải % Hệ số Tải tải % 10 25 50 75 100 100 75 50 25 10 - 25/3 8 8 25 25/3 10 2 2 25/3 Thời gian (ph) 6 6 6 6 6 6 Phân tích kết thử nghiệm Quá trình chạy thử nghiệm động cho ta kết sau: a) Ảnh hưởng lọc tới công suất suất tiêu hao nhiên liệu Bảng 3.5 So sánh thông số kinh tế kỹ thuật 100% tải Động Tốc độ Vòng/ph 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 Nguyên Mômen Công Suất tiêu suất hao n/liệu Nm kW g/kW.h 749.83 78.52 218.40 749.23 94.15 202.56 738.18 108.22 198.68 713.09 119.48 198.05 690.75 128.43 201.59 663.70 139.20 206.91 607.85 140.41 214.97 Lắp lọc chất thải hạt Mômen Công Suất tiêu suất hao n/liệu Nm kW g/kW.h 733.69 76.83 220.99 726.00 91.23 206.97 729.42 106.94 199.07 684.35 114.67 204.33 669.33 124.45 205.98 649.41 136.20 209.37 585.60 135.27 220.93 65 Qua bảng kết thực nghiệm ta thấy, động sau lắp thêm xúc tác DOC lọc PM công suất mômen giảm khoảng 2-3%, suất tiêu hao nhiên liệu tăng khoảng 3% Lý lắp thêm xử lý xúc tác DOC lọc làm tăng cản đường thải, trình thải gây ảnh hưởng đến trình làm việc động Ta thấy rõ thay đổi công suất suất tiêu hao nhiên liệu đồ thị sau: Hình 3.19 Biểu đồ ảnh hưởng lọc hạt tới công suất tiêu hao nhiên liệu b) Ảnh hưởng lọc tới phát thải Hình 3.20 Ảnh hưởng lọc hạt tới thành phần HC, CO 66 Hình 3.21 Ảnh hưởng lọc hạt tới phát thải NOx Qua biểu đồ ta thấy phát thải CO HC giảm rõ rệt, tác dụng xử lý DOC Thành phần NOx giảm không đáng kể, để giảm phát thải NOx cần kết hợp với biện pháp khác sử dụng hệ thống luân hồi khí thải EGR  Tính toán khối lượng chất phát thải: Lưu lượng Khối lượng khí xả: GEXH  GAIR  GFUEL GEXH Lưu lượng Khối lượng khí xả [kg/h] GAIR Lưu lượng Khối lượng khí nạp, [kg/h] GFUEL Lưu lượng Khối lượng nhiên liệu, [kg/h] Hệ số hiệu chỉnh xét đến độ ẩm tính tóan lượng NOx KNOx  GFUEL A  0,044   0,0038 1 A  7 H 75  B 1,8T  302 GAIR B  0,116 GFUEL  0,0053 GAIR T nhiệt độ môi trường, [K] H Độ ẩm không khí tính theo g H2O/kg không khí 67 H 6,211Ra  Pd PB  Pd  Ra 10  Ra Độ ẩm tương đối, [%] Pd Áp suất bão hòa không khí, [kPa] PB Áp suất môi trường, [kPa] Khối lượng chất thải (g/h) NOxMasse  0,001587 NOxconc  GEXH COMasse  0,000966 COconc  GEXH HCMasse 0,000478HCconc  GEXH NOxconc, COconc, HCconc: nồng độ chất phát thải tính theo ppm Khối lượng phát thải trung bình (g/kWh): CO   CO  WF  P   WF Masse , i i i HC  i  HC  WF  P   WF Masse, i i i NOx i  NOx  WF  P   WF Masse , i i i i Trong đó: Pi công suất mode thứ i WFi: trọng số mode thứ i Bảng 3.6 Trọng số Chế độ Trọng số 10 11 12 13 0,25/3 0,08 0,08 0,08 0,08 0,25 0,25/3 0,10 0,02 0,02 0,02 0,2 0,25/3 Bảng 3.7 Kết đo thành phần phát thải có lắp xử lý DOC DPF theo13 mode chu trình thử ECE R49 Thành phần Đơn vị Không có lọc hạt Có lọc hạt So sánh (%) HC g/kW.h 0,844 0,286 -66,11 NO X g/kW.h 14,823 14,054 -5,19 CO g/kW.h 1,214 0,370 -69,52 PM g/kW.h 0,227 0,0761 -66,48 Kết đo thành phần phát thải trường hợp có lắp lọc hạt theo chu trình thử ECE R49 thể bảng 3.6 Các kết cho 68 thấy thành phần phát thải HC CO giảm lớn tương ứng 66,11% 69,52%, phát thải NOX giảm 5,19% Trong thành phần phát thải PM giảm 66,48% Kết cho thấy hiệu bôl ọc hạt việc xử lý phát thải PM 3.3 Kết luận chương Với yêu cầu giảm phát thải độc hại động diesel lưu hành, tác giả sử dụng lọc chất thải dạng hạt DPF để giảm phát thải PM, đồng thời sử dụng xúc tác ôxy hóa DOC để giảm phát thải CO, HC, PM Khi sử dụng kết hợp biện pháp giảm phát thải DOC + DPF phát thải Đồng thời, phát thải PM giảm tới 66,48% Phát thải HC CO giảm 66,11% 69,52% Thông qua kết đạt đề tài cho thấy việc hợp với sử dụng xúc tác ôxy hóa DOC lọc chát thải dạng hạt DPF động diesel có tính khả thi cao 69 KẾT LUẬN CHUNG VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN Nội dung lý thuyết tìm hiểu biện pháp giảm phất thải độc hại nói chung động cơ; mặt khác sâu vào tìm hiểu loại lọc tái sinh với mục đích giảm phát thải dạng hạt động diesel Quá trình thử nghiệm thực cách nghiêm túc Phòng thí nghiệm Động đốt trong, Viện Cơ khí động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội với đội ngũ cộng kỹ sư có trình độ chuyên môn lĩnh vực thử nghiệm phát thải động đốt Sau số kết thực mang tính định đến mục tiêu đặt đề tài: - Phân tích, đánh giá nêu bật tính cấp thiết vấn đề giảm phát thải cho phương tiện giao thông lưu hành, đặc biệt phương tiện sử dụng động diesel - Đánh giá được: thành phần PM phát thải phụ thuộc nhiều vào trình hình thành cháy động diesel, chất lượng nhiên liệu Kết coi yếu tố quan trọng việc nghiên cứu tìm biện pháp giảm phát PM cho động diesel - Phân tích, đánh giá phương pháp kỹ thuật giảm phát thải PM hãng sử dụng, điều kiện kỹ thuật có Việt Nam Từ đề xuất giải pháp công nghệ giảm phát thải PM cho động diesel lắp xe buýt Giải pháp giảm phát thải PM sử dụng lọc chất thải dạng hạt Với ưu điểm giá thành hợp lý kết cấu gọn nhẹ không làm thay đổi nhiều đến đặc điểm kết cấu động ban đầu - Kết đề tài thể hiệu kinh tế môi trường việc áp dụng giải pháp giảm phát thải cho động diesel sử dụng xe buýt lưu hành 70 Phương hướng phát triển Trong trình nghiên cứu đề tài tác giả đưa giải pháp giảm phát thải PM cho động diesel tăng áp lắp xe buýt Các thử nghiệm đánh giá độ hiệu biện pháp giảm phát thải PM tiến hành phòng thí nghiệm Để đề tài phát triển cách có hiệu tác giả đưa số phương hướng phát triển sau: - Nghiên cứu phương án giảm khối lượng vỏ lọc DOC DPF - Tiến hành thử nghiệm đánh giá độ bền độ ổn định hệ thống lắp lọc chất thải dạng hạt - Bố trí lắp đặt hệ thống lên xe tiến hành thử nghiệm trường đánh giá ảnh hưởng độ hiệu hệ thống xe lưu hành 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Văn Ga, Văn Thị Bông, Phạm Xuân Mai, Trần Văn Nam, Trần Thanh Hải Tùng (1997), Ôtô ô nhiễm môi trường NXB Giáo dục [2] David Kittelson and Imad Abdul-Khalek Formation of Nanoparticles during Exhaust Dilution University of Minnesota, Department of Mechanical Engineering EFI Members Conference:“Fuels, Lubricants Engines, &Emissions” January 18-20, 1999 [3] Dr Claus Görsmann (European HDD OE Non-Road and Retrofit Applications Manager) CATALYTIC COATINGS FOR REGENERATION (OF DIESEL PARTICULATE FILTERS) [4] Greenwood, S., 1996 "Particulate Size Analysis", MIRA Automobile Abstracts, February 1996 [5] Guido Lenaers and Martine Van Poppel (2007), On-board Emission and Odour Measurements on Euro Buses Retrofitted with Different Combinations of PM Traps and SCR, 07NAPLES-14, SAE International [6] Hall, D.E., C.J Dickens, 1999 "Measurement of the Number and Size Distribution of Particles Emitted From a Gasoline Direct-Injection Vehicle", SAE Technical Paper 1999-01-3530 [7] http://www.dieselnet.com/tech/engine_control.html/ Diesel Emission Control [8]http://www.dieselnet.com/tech/dpf_wall-flow.html [9] Khương Thị Hà (2009), Các biện pháp giảm phát thải độc hại động diesel Luận văn thạc sỹ ngành Động Đốt trong, khóa 2007 - 2009, Đại học Bách khoa Hà Nội [10] Magdi K Khair Advanced Technologies: Fuel Injection & Combustion www.dieselnet.com 72 [11] Mr R Brück Overview of Emissions Treatment Technologies for Heavy-duty Engines AECC Technical Seminar Heavy-duty Engine Emissions, Brussels, 25 October 2007 [12] Phạm Minh Tuấn (2008), Khí thải động ô nhiễm môi trường NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội [13] Pham Huu Tuyen Investigation of particle emissions from heavy duty vehicles on a chassis dynamometer [14] Thierry Seguelong, Nicolas Weinstein (2004), Review of SCR Technologies for Diesel Emission Control, European Experience and Worldwide Perspectives, Aaqius & Aaqius [15] W Addy Majewski Diesel Particulate Matter www.dieselnet.com 73 ... tài ‘ Nghiên cứu giải pháp xử lý nhằm giảm thiểu phát thải dạng hạt từ động diesel ’ i Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài *) Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu giải pháp giảm phát thải. .. NỘI *** ĐỖ HẢI ÂU NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÍ NHẰM GIẢM THIỂU PHÁT THẢI DẠNG HẠT TỪ ĐỘNG CƠ DIESEL Chuyên ngành: Kỹ thuật Động nhiệt LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ NHIỆT NGƯỜI HƯỚNG... cho động diesel (Diesel Oxidation CatalystDOC) sử dụng với mục đích để giảm phát thải cácbon ôxit (CO), hydrô cácbon (HC) PM khí thải Khí thải từ động diesel dẫn Hình 1.2 Hiệu giảm phát thải